説明

プレス加工装置

【課題】プレス加工時に、可動側金型とワークとの接触面に潤滑油を確実に供給することができるプレス加工装置を提供する。
【解決手段】パンチ10とワークWとの接触面に潤滑油を供給し、パンチ10とダイ101とによってワークWを打ち抜き加工する打ち抜き加工装置100であって、パンチ10の底面11には、中央部11Cから周囲部11Rに向かって溝15が形成されている。またパンチ10の側面12には、略プレス方向Pに沿って溝16が形成されているものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ワークをプレス加工するプレス加工装置の技術に関する。
【背景技術】
【0002】
プレス加工とは、対となった金型の間にワークをはさみ、金型に強い力を加えることで、ワークを金型の形状に成形(塑性加工)する加工である。プレス加工には、せん断加工(打ち抜き加工)、曲げ加工、深絞り加工等が含まれる。プレス加工時には、ワークと金型との間に潤滑油が供給される。ワークと金型との間に潤滑油を供給することで、潤滑不足によりワークに割れやカジリが発生することを防止し、摩擦増大による金型寿命の低下を回避している。
【0003】
プレス加工装置は、ワークをプレス加工する装置である。例えば、特許文献1は、可動側金型に油路を設け、外部の油圧装置から油路に潤滑油を圧送し、可動側金型とワークとの接触面に潤滑油を供給するプレス加工装置を開示している。
【0004】
プレス加工時には、可動側金型の底面には、金属加工材の変形抵抗力、または、カウンターパンチによる背圧力等の高いプレス面圧が加わる。そのため、プレス加工時には、可動側金型の底面に供給された潤滑油が高い面圧によって排除され、可動側金型とワークとの接触面に潤滑油が供給できない場合がある。一方、潤滑油の供給油圧をプレス面圧以上とするには、超高圧の油圧装置が必要であって、設置スペース、または、安全性の観点から現実的ではない。そこで、プレス加工装置では、プレス加工時に、可動側金型とワークとの接触面に確実に潤滑油を供給することが課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2011−045900号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の解決しようとする課題は、プレス加工時に、可動側金型とワークとの接触面に潤滑油を確実に供給することができるプレス加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【0008】
即ち、請求項1においては、可動側金型とワークとの接触面に潤滑油を供給し、前記可動側金型と固定側金型とによって前記ワークをプレス加工するプレス加工装置であって、前記可動側金型の前記ワークとの接触面には、中央部から周囲部に向かって溝が形成されているものである。
【0009】
請求項2においては、請求項1記載のプレス加工装置であって、前記接触面の周囲部は、直線部と、曲線部または角部と、から形成されており、前記溝は、前記直線部に向かう溝よりも、前記曲線部または前記角部に向かう溝が多く形成されているものである。
【0010】
請求項3においては、請求項1または請求項2記載のプレス加工装置であって、前記可動側金型の側面には、略プレス方向に沿って溝または凹部が形成されているものである。
【0011】
請求項4においては、請求項1または請求項2に記載のプレス加工装置であって、前記可動側金型の前記ワークとの接触面に形成される溝は、前記接触面の周囲部を貫通することなく形成されているものである。
【0012】
請求項5においては、請求項3に記載のプレス加工装置であって、前記可動側金型の前記ワークとの接触面に形成される溝、及び前記可動側金型の側面に形成される溝または凹部は、それぞれ前記接触面の周囲部を貫通することなく形成されているものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明のプレス加工装置によれば、プレス加工時に、可動側金型とワークとの接触面に潤滑油を確実に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施形態に係る打ち抜き加工装置の全体的な構成を示した構成図。
【図2】第一実施形態であるパンチの底面図及び側面図。
【図3】同じく別の実施形態であるパンチの側面図。
【図4】同じく打ち抜き加工時のパンチの圧力分布を示すグラフ図。
【図5】第二実施形態であるパンチの底面図及び側面図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1を用いて、打ち抜き加工装置100について説明する。
図1では、ワークWの搬送経路を2点鎖線で示している。また、以下では、図1の矢印Pの方向をプレス方向として説明する。
【0016】
打ち抜き加工装置100は、本発明のプレス加工装置の実施形態である。打ち抜き加工とは、プレス加工のうちの1つである。打ち抜き加工装置100は、対となったパンチ10とダイ101との間にワークWをはさみ、パンチ10にダイ101へ近接する側への強い力を加えることで、パンチ10の形状にワークWを打ち抜く装置である。
【0017】
打ち抜き加工装置100の構成について説明する。
打ち抜き加工装置100は、可動側金型としてのパンチ10と、固定側金型としてのダイ101と、ボルスタ103と、スライド104と、スライド機構105と、を具備している。
【0018】
パンチ10は、略柱体形状に形成されている。パンチ10は、打ち抜かれるべきワークWの形状と同じ形状に形成されている。なお、パンチ10の詳細について詳しくは後述する。スライド104は、パンチ10を上方から支持するものである。
【0019】
ダイ101は、略直方体に形成されている。ダイ101の中央部には、打ち抜かれるべきワークWの形状と同じ形状の打抜孔101Aが形成されている。ボルスタ103は、ダイ101を下方から支持するものである。
【0020】
スライド機構105は、駆動手段(図示略)によって、スライド104を周期的に上昇または下降させ、パンチ10及びスライド104をフレーム106内にてプレス方向Pにスライドさせる機構である。
【0021】
打ち抜き加工装置100は、搬送装置(図示略)と、潤滑油塗布装置110と、を具備している。搬送装置は、パンチ10とダイ101との間にワークWを配置するように、ワークWを搬送する装置である。潤滑油塗布装置110は、搬送装置により打ち抜き加工装置100に向かって搬送されるワークWの表面に潤滑油を塗布する装置である。潤滑油塗布装置110は、潤滑油が付着したローラを搬送されるワークWに当接し、ワークWの表面に潤滑油を塗布する構成とされている。
【0022】
打ち抜き加工装置100の作用について説明する。
ワークWは、搬送装置によって、打ち抜き加工装置100に向かって搬送される。搬送されるワークWの表面には、搬送経路の途上において、潤滑油塗布装置110によって潤滑油が塗布される。打ち抜き加工装置100に到達したワークWは、パンチ10とダイ101との間に配置され、スライドするパンチ10によって打ち抜かれる。
[第一実施形態]
【0023】
図2を用いて、パンチ10について説明する。
図2(A)は、パンチ10の側面12を示し、図2(B)は、パンチ10の底面11を示している。
【0024】
パンチ10は、本発明のプレス加工装置における可動側金型の第一実施形態である。本実施形態のパンチ10は、ワークWに位置決め用のパイロット孔を打ち抜き加工するものである。
【0025】
パンチ10の構成について説明する。
パンチ10は、円柱形状に形成されている。パンチ10は、接触面としての底面11と、側面12と、を有している。底面11には、複数本の溝15が形成されている。各溝15は、中央部11Cから周囲部11Rに向かって略等角度を隔てて放射状に形成されている。溝15は、中央部11Cでは、それぞれの溝15が連通することなく形成されている。溝15は、周囲部11Rを貫通することなく形成されている。
【0026】
言い換えれば、溝15は、底面11の半径方向において、中心より所定距離離れた位置から円周縁より所定距離離れた位置まで形成されている。なお、溝15の幅及び深さは、打ち抜き形状であるパイロット孔の形状に影響しない程度に十分小さいものとする。
【0027】
側面12には、複数本の溝16が略プレス方向Pに形成されている。各溝16は、側面12の周方向に略等間隔に配置されており、それぞれパンチ10の下端部12Uから中途部12Mに向かって形成されている。溝16は、下端部12Uを貫通することなく形成されている。言い換えれば、溝16は、側面12において、下端より所定距離離れた位置から中途部12Mまで形成されている。なお、溝16の幅及び深さは、打ち抜き形状であるパイロット孔の形状に影響しない程度に十分小さいものとする。
【0028】
ここで、特記すべき事項として、底面11に形成される溝15と、側面12に形成される溝16とは、周囲部11R(下端部12U)にて、それぞれが連通しない構成とされている。
【0029】
図3を用いて、側面12に形成される溝16の別実施形態について説明する。
上述した側面12に形成される溝16は、図3(A)に示される丸型の凹部16A、図3(B)に示される円周方向に沿ったライン状の凹部16B、図3(C)に示される円周方向に沿った溝16C、図3(D)に示される軸方向に沿った凹部16D、であっても良いものとする。
【0030】
図4を用いて、パンチ10の打ち抜き加工時の圧力分布について説明する。
図4では、説明を分かり易くするため、パンチ10を2点鎖線で示している。また、図4のグラフの縦軸は、打ち抜き加工時のプレス面圧Pf(圧縮側)を示し、図4のグラフの横軸は、パンチ10の底面11の位置を示している。
【0031】
打ち抜き加工時には、パンチ10の底面11には、金属加工材の変形抵抗力、または、カウンターパンチによる背圧力等の高いプレス面圧Pfが加わる。また、打ち抜き加工時のプレス面圧Pfは、中央部11Cが最も大きく、周囲部11Rに向かって減少していくことが分かっている。つまり、打ち抜き加工時のパンチ10の底面11には、中央部11Cから周囲部11Rに向かう圧力勾配が形成される。
【0032】
パンチ10の作用について説明する。
ワークWの表面には、潤滑油塗布装置110によって、潤滑油が塗布されている。そのため、打ち抜き加工時には、パンチ10とワークWとの間に潤滑油が供給されていることになる。
【0033】
打ち抜き加工時には、パンチ10の底面11では、中央部11Cから周囲部11Rに向かう圧力勾配が形成される。そのため、パンチ10とワークWとの間に供給された潤滑油は、中央部11Cから周囲部11Rに向かって流れる。パンチ10の底面11には中央部11Cから周囲部11Rに向かって溝15が形成されているため、パンチ10とワークWとの間に供給された潤滑油は、溝15を流れることで、中央部11Cから周囲部11Rに向かって流れる。
【0034】
言い換えれば、中央部11Cから周囲部11Rに向かって溝15が形成されているため、潤滑油が中央部11Cから周囲部11Rに向かって流れ易くなる。潤滑油が中央部11Cから周囲部11Rに向かって流れ易くなると、底面11とワークWとの間に供給された潤滑油がプレス面圧Pfによって、底面11とワークWとの間から排除されにくくなる。底面11とワークWとの間に供給された潤滑油がプレス面圧Pfによって排除されにくいため、パンチ10の底面11に潤滑油を確実に供給することができる。
【0035】
また、打ち抜き加工時にパンチ10とワークWとの間に供給された潤滑油は、パンチ10の側面12にも供給される。パンチ10の側面12に付着した潤滑油は、ワークWのせん断面とパンチ10の側面12との摺動によって、側面12の下端部12Uから中途部12Mに向かって略プレス方向Pに流れる。パンチ10の側面12には下端部12Uから中途部12Mに向かって溝16が形成されているため、パンチ10の側面12とワークWのせん断面との間に供給された潤滑油は、溝16を流れることによって、下端部12Uから中途部12Mに向かって流れる。
【0036】
言い換えれば、下端部12Uから中途部12Mに向かって溝16が形成されているため、潤滑油が下端部12Uから中途部12Mに向かって流れ易くなる。潤滑油が下端部12Uから中途部12Mに向かって流れ易くなると、側面12に供給された潤滑油がプレス面圧Pfによって側面12から排除されにくくなる。側面12に供給された潤滑油がプレス面圧Pfによって排除されにくいため、パンチ10の側面12に潤滑油を確実に供給することができる。
【0037】
パンチ10の効果について説明する。
パンチ10によれば、打ち抜き加工時に、パンチ10とワークWとの接触面に潤滑油を確実に供給することができる。パンチ10とワークWとの接触面に潤滑油を確実に供給することによって、パンチ10とワークWとの摩擦係数が低減する。このようにして、パンチ10の金型寿命を向上できる。
【0038】
また、底面11に形成される溝15と、側面12に形成される溝16とは、それぞれが周囲部11R(下端部12U)を貫通しない構成とすることで、強度が弱い周囲部11R(下端部12U)がチッピングすることを防止している。
[第二実施形態]
【0039】
図5を用いて、パンチ20について説明する。
図5(A)は、パンチ20の側面22を示し、図5(B)は、パンチ20の底面21を示している。
【0040】
パンチ20は、本発明のプレス加工装置における可動側金型の第二実施形態である。本実施形態のパンチ20は、ワークWとして無段変速機のエレメントを打ち抜き加工するものである。
【0041】
パンチ20の構成について説明する。
パンチ20は、略直方体に形成されている。パンチ20は、接触面としての底面21と、側面22と、を有している。側面22には、打ち抜き形状としての波形状が形成されている。
【0042】
底面21は、矢印部24と、ベース部26と、から構成されている。矢印部24の周囲部24Rは、複数箇所の角部24Aと、直線部と、から形成されている。ベース部26の周囲部26Rは、複数の曲線部からなる波部26Bと、直線部と、から形成されている。
【0043】
矢印部24には、溝25が形成されている。溝25は、矢印部24の中央部24Cから周囲部24Rに向かって形成されている。ここで、特記すべき事項として、中央部24Cから周囲部24Rの直線部に向かう溝25の本数と比較して、中央部24Cから周囲部24Rの角部24Aに向かう溝25の本数が多くなるように形成されている。
【0044】
言い換えれば、中央部24Cから周囲部24Rに向かって形成されている溝25は、角部24Aに集中して向かうように形成されている。なお、溝25は、周囲部24Rを貫通することなく形成されている。なお、溝25の幅及び深さは、打ち抜き形状であるエレメントの形状に影響しない程度に十分小さいものとする。
【0045】
ベース部26には、溝27が形成されている。溝27は、ベース部26の中央部26Cから周囲部26Rに向かって形成されている。ここで、特記すべき事項として、中央部26Cから周囲部26Rの直線部に向かう溝27の本数と比較して、中央部26Cから周囲部26Rの波部26Bに向かう溝27の本数が多くなるように形成されている。
【0046】
言い換えれば、中央部26Cから周囲部26Rに向かって形成されている溝27は、波部26Bに集中して向かうように形成されている。なお、溝27は、周囲部26Rを貫通することなく形成されている。なお、溝27の幅及び深さは、打ち抜き形状であるエレメントの形状に影響しない程度に十分小さいものとする。
【0047】
パンチ20の作用について説明する。
ワークWの表面には、潤滑油塗布装置110によって、潤滑油が塗布されている。そのため、打ち抜き加工時には、パンチ20とワークWとの間に潤滑油が供給されていることになる。
【0048】
打ち抜き加工時には、パンチ20の底面21には、矢印部24に中央部24Cから周囲部24Rに向かう圧力勾配が形成されるため、パンチ20とワークWとの間に供給される潤滑油は、中央部24Cから周囲部24Rに向かって流れる。
【0049】
矢印部24には中央部24Cから周囲部24Rに向かって溝25が形成されているため、パンチ20とワークWとの間に供給された潤滑油は、溝25を流れることによって、中央部24Cから周囲部24Rに向かって流れる。このとき、溝25が角部24Aに集中して向かうように形成されているため、潤滑油は、角部24Aに集中して流れる。
【0050】
言い換えれば、中央部24Cから角部24Aに向かって溝25が集中して形成されているため、潤滑油が中央部24Cから角部24Aに向かって流れ易くなる。潤滑油が中央部24Cから角部24Aに向かって流れ易くなると、底面21の角部24Aに潤滑油を確実に供給することができる。
【0051】
また、打ち抜き加工時には、上述したように、パンチ20の底面21のベース部26に中央部26Cから周囲部26Rに向かう圧力勾配が形成されるため、パンチ20とワークWとの間に供給された潤滑油は、中央部26Cから周囲部26Rに向かって流れる。
【0052】
ベース部26には中央部26Cから周囲部26Rに向かって溝27が形成されているため、パンチ20とワークWとの間に供給された潤滑油は、溝27を流れることによって、中央部26Cから周囲部26Rに向かって流れる。このとき、溝27が波部26Bに集中して向かうように形成されているため、潤滑油は、波部26Bに集中して流れる。
【0053】
言い換えれば、中央部26Cから波部26Bに向かって溝27が集中して形成されているため、潤滑油が中央部26Cから波部26Bに向かって流れ易くなる。潤滑油が中央部26Cから波部26Bに向かって流れ易くなると、底面21の波部26Bに潤滑油を確実に供給することができる。
【0054】
パンチ20の効果について説明する。
パンチ20によれば、打ち抜き加工時に、底面21の角部24A及び波部26Bに潤滑油を確実に供給することができる。角部24A及び波部26Bに潤滑油を確実に供給することによって、角部24A及び波部26BとワークWとの摩擦係数が低減する。このようにして、強度が弱い角部24A及び波部26Bがチッピングすることを防止できる。
【0055】
また、溝25が矢印部24の周囲部24Rを貫通しない構成とすることで、強度が弱い周囲部24Rがチッピングすることを防止できる。同様に、溝27がベース部26の周囲部26Rを貫通しない構成とすることで、強度が弱い周囲部26Rがチッピングすることを防止できる。
【0056】
実施形態1及び2では、プレス加工装置として打ち抜き加工装置100とする構成としたが、これに限定されない。プレス加工装置としてバーリング加工装置または冷間鍛造加工装置とする構成としても良い。このとき、接触面とは、プレス加工時に、可動側金型の部分であって、実際にワークと接触する面とする。
【符号の説明】
【0057】
10 パンチ
11 底面
11C 中央部
11R 周囲部
15 溝
12 側面
12M 中途部
12U 下端部
16 溝
100 打ち抜き加工装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
可動側金型とワークとの接触面に潤滑油を供給し、前記可動側金型と固定側金型とによって前記ワークをプレス加工するプレス加工装置であって、
前記可動側金型の前記ワークとの接触面には、中央部から周囲部に向かって溝が形成されている、
プレス加工装置。
【請求項2】
請求項1記載のプレス加工装置であって、
前記接触面の周囲部は、直線部と、曲線部または角部と、から形成されており、
前記溝は、前記直線部に向かう溝よりも、前記曲線部または前記角部に向かう溝が多く形成されている、
プレス加工装置。
【請求項3】
請求項1または請求項2記載のプレス加工装置であって、
前記可動側金型の側面には、略プレス方向に沿って溝または凹部が形成されている、
プレス加工装置。
【請求項4】
請求項1または請求項2に記載のプレス加工装置であって、
前記可動側金型の前記ワークとの接触面に形成される溝は、前記接触面の周囲部を貫通することなく形成されている、
プレス加工装置。
【請求項5】
請求項3に記載のプレス加工装置であって、
前記可動側金型の前記ワークとの接触面に形成される溝、及び前記可動側金型の側面に形成される溝または凹部は、それぞれ前記接触面の周囲部を貫通することなく形成されている、
プレス加工装置。



【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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【公開番号】特開2013−35055(P2013−35055A)
【公開日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−175135(P2011−175135)
【出願日】平成23年8月10日(2011.8.10)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】(304021277)国立大学法人 名古屋工業大学 (784)
【出願人】(000000011)アイシン精機株式会社 (5,421)
【Fターム(参考)】