JP2005262271A - Ｕ曲げ部材の加工方法及びｕ曲げ部材加工用プレス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ダイ及びパンチの形状を工夫することにより、一度のプレス加工のみで片フランジを有したＵ曲げ部材を生産性良く製造する。
【解決手段】 付勢装置上に連接された略Ｌ字型断面を有する可動ダイ１２と該Ｌ字型可動ダイ１２の底壁端面に側面が接触する固定ダイ１３からなる下金型１１上に被加工金属板Ｓを載置し、一側面に段部１６を有するパンチ１５を、被加工金属板Ｓの上方から前記略Ｌ字型可動ダイ１２と前記固定ダイ１３で形成された下金型１１の凹部内に押込んで前記可動ダイ１２を下方に移動させつつＵ曲げ加工を施すとともに、前記固定ダイ１３の上面と前記パンチ１５側面に設けられた段部１６の作用でＵ曲げ辺の一辺上端にフランジ１７を形成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、プレス加工により片フランジを有したＵ曲げ部材を製造する方法及びその方法に使用する金型に関する。

各種フレーム材としてＵ曲げ加工部材が使用される場合が多くなっている。
一般に、Ｕ曲げ加工部材の製造に当たっては、装置構成が簡素で、操業も単純化されやすいために、プレス曲げ加工法が多用されている。例えば、特許文献１に示されるようなプレスブレーキ等で複数工程の折曲げ加工を行っている。また、例えば、特許文献２にみられるように、クッションパッド４を備えたダイ１上に被成形金属板２を載置し（図１ａ）、上方からポンチ３を押し込んで所望のＵ曲げ加工部材５を得ている（図１ｂ）。
近年、用途によっては、例えば図２に示すような片フランジを有する長尺Ｕ曲げ部材が要求されている。

特開平７−６０３６０号公報 特開平７−８０５５０号公報

片フランジを有するＵ曲げ部材をプレス曲げ法で製造しようとすると、プレスブレーキによる折曲げ加工を３回繰り返すことになる。また、例えば図３に示すように、一旦金属板Ｓの端部にプレスブレーキにより折り曲げ加工を施した片曲げ素材をダイＤ上に載置し、パンチＰで加圧してＵ曲げ部を成形することになる。
プレスブレーキで３回の折り曲げ加工を繰り返す加工方法では、片フランジとＵ曲げ加工部の曲げ方向が逆のため、素材金属板を反転させる必要がある。このとき、長尺なＵ曲げ部材では、広範囲の反転スペースが必要で、かつ作業者にとっては非常に困難な作業となる。

一方、一旦金属の端に折り曲げ加工を施した後Ｕ曲げ加工する方法では、同一の金型での加工ができないため、２種類の金型が必要となる。この場合、２台のプレスブレーキが必要となり、仕掛り品の保管スペースも必要となる。また、１台のプレスブレーキで金型を交換する場合、交換作業や調整に多大な労力を費やしてしまう。
このようなことから、従来のいずれの方法を採用しても、製造コストが高くなる。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、ダイ及びパンチの形状を工夫することにより、一度のプレス加工のみで片フランジを有したＵ曲げ部材を生産性良く製造することを目的とする。

本発明の片フランジを有したＵ曲げ部材の加工方法は、その目的を達成するため、付勢装置上に連接された略Ｌ字型断面を有する可動ダイと該略Ｌ字型可動ダイの底壁端面に側面が接触する固定ダイからなる下金型上に被加工金属板を載置し、一側面に段部を有するパンチを、被加工金属板の上方から前記略Ｌ字型可動ダイと前記固定ダイで形成された下金型凹部内に押込んで前記略Ｌ字型可動ダイを下方に移動させつつＵ曲げ加工を施すとともに、前記固定ダイの上面と前記パンチ側面に設けられた段部の作用でＵ曲げ辺の一辺上端にフランジを形成することを特徴とする。
側面に段部を有するパンチに代えて、両側が平坦な主パンチと、該主パンチの側方に配置した補助パンチを用い、Ｕ曲げを行った後補助パンチの使用でフランジ曲げを行っても良い。

この方法に用いられるプレス装置としては、上端にＲが付された縦壁と側方が開放された略Ｌ字型可動ダイ、該可動ダイの底部に連接された付勢装置、前記Ｌ字型可動ダイの底壁側面に一側面が接触するとともに、その一側面とＲが付されて連なった上面を有する固定ダイ、及び前記略Ｌ字型可動ダイの底壁幅よりも僅かに狭い幅の先端平坦面を有し、固定ダイ側の側面から垂直に外側に伸びる段部を有するパンチを備えたものが好ましい。
上記２番目の態様でフランジ曲げを行う場合、側面に段部を有するパンチに代えて、略Ｌ字型可動ダイの底壁幅よりも僅かに狭い幅の先端平坦面を有するストレートな主パンチと、該ストレートな主パンチとは別に、該ストレートな主パンチとは別に、固定ダイ側の側部に補助パンチを有した装置を用いる。

本発明では、分割され、分割された一方の可動ダイと他方の固定ダイとで構成された下金型が用いられている。しかも、上金型であるパンチはその側面に段部が設けられている。したがって、パンチで下金型上の金属板を加圧するとき、可動ダイの下方への移動に伴ってＵ曲げ加工され、その後、パンチの側面段部が固定ダイの上面に到達した時点で、フランジ部が曲げ加工される。すなわち、フランジ付きのＵ曲げ加工部材を、一段のプレス加工で生産性良く製造することができる。
本発明装置では、略Ｌ字型可動ダイの縦壁は、Ｕ曲げ加工に必要な高さにするだけで十分なため、加工しようとする金属板がめっき金属板や塗装金属板の場合であっても、めっき皮膜や塗装皮膜に発生しやすい表面疵を低減することができる。また、加工品の側壁が外開きになるため、スプリングバック現象が発生しても、容易に取り出すことが可能である。

本発明者等は、片フランジを有したＵ曲げ部材を効率良くプレス加工する方法について検討した。
その結果、金型形状を工夫することにより、一段のプレス加工のみでＵ曲げ加工とフランジ曲げ加工を合わせて行うことができる金型を考案して、本発明に到達した。
その詳細を以下に説明する。

図４に基づいて先ず金型形状から説明する。下金型１１は、２つに分割され、断面Ｌ字型の可動ダイ１２と、この可動ダイ１２の底部開放側端面と接触する一側面を有する固定ダイ１３とから構成されている。可動ダイ１２のＬ字型縦壁面上端はＲが付されて上面と連なっている。可動ダイ１２は、その裏面にスプリング等からなる上方への付勢装置が取り付けられた連結棒１４上に連結されている。この付勢装置のスプリング力は、プレス成形される金属板の変形圧力よりも十分に高いことが望ましい。ただし、パンチの加圧力よりも低くなるように調節しておく必要がある。

固定ダイ１３は、上下動可能なＬ字型断面の可動ダイ１２の底部開放側端面と常に接触する一側面と、当該一側面上端でＲが付されて連なった上面を有する形状に成型されている。
そして、可動ダイ１２と固定ダイ１３は、その上面が水平になるように配置されていることが好ましい。
一方、上金型となるパンチ１５には、固定ダイ１３側の側面に外側に垂直に伸びる段部１６が設けられている。この段部１６はパンチ１５の本体と一体に設けられるのではなく、パンチ１５の本体とは別に、本体の側方に補助パンチとして、パンチ１５に対して段部の高さ位置が調整可能となるように設置されていても良い。

上記プレス加工装置を用いてフランジ付きＵ曲げ部材の加工方法について説明する。
上面が水平になるように配置された可動ダイ１２及び固定ダイ１３の上に曲げ加工を施す金属板Ｓを載置する。
その後、圧力を付してパンチ１５を下方に下げ、パンチ１５で金属板Ｓを加圧する。連結棒に取り付けられた付勢装置のスプリング力は、金属板Ｓの曲げ耐力よりも高く、パンチ１５の下方への加圧力よりも低く設定されているので、パンチ１５で金属板Ｓを加圧するとき、金属板Ｓは断面Ｌ字型可動ダイ１２と固定ダイ１３の間に形成されている凹部に押し込まれ、凹部面及びパンチの先端面に沿ってＵ曲げ加工される（図４ｂ参照）。
なお、可動ダイ１２のＬ字縦壁上端及び固定ダイ１３の上端はＲを付してそれぞれの上面と連ねられている。したがって、Ｕ曲げ加工の際、パンチ１５により金属板Ｓを凹部に押し込むとき、Ｒの作用により金属板Ｓとダイとの間の摩擦力が軽減され、金属板表面に形成されやすい疵の発生が抑制される。

パンチ１５が金属板をさらに加圧し、パンチ１５の先端がＵ曲げされた金属板を介して可動ダイ１２の底面に当接した後は、付勢装置のスプリング力はパンチ１５の加圧力より低く設定されているので、パンチ１５は可動ダイ１２を下方に加圧・移動させることになる。
パンチ１５の側面に設けられた段部１６が固定ダイ１３の上面に近接したときから、フランジ１７の曲げ加工が始まり、段部１６が固定ダイ１３の上面に当接しようとするとき、フランジ１７の曲げ加工が終了する。フランジ曲げの際、段部付きパンチ１５に代えて、ストレートな形状の主パンチとその側方に配置された補助パンチからなる複式パンチを用い、主パンチをＵ曲げ部材の所要深さまで押し込んだ後、補助パンチで金属板の端部を固定ダイ１３の上面に押し付け、フランジ曲げを行っても良い。補助パンチの使用により、Ｕ曲げ部材のＵ字深さの調整が行いやすくなる。
その後、パンチ１５の下方への加圧力を解除すると、付勢装置の上方への加圧力により、可動ダイ１２と曲げ加工が施されたＵ曲げ部材は共に上方に移動される。パンチ１５を上方もしくは側方に退避させれば、曲げ加工部材は容易に取り出される。

従来のプレス加工法によるU曲げ部材の製造方法を説明する断面図 U曲げ部材の一例を説明する斜視図 フランジ付きU曲げ部材の従来の製造方法を説明する断面図 本発明のフランジ付きU曲げ部材の製造方法を説明する断面図

符号の説明

１１：下金型 １２：可動ダイ １３：固定ダイ １４：連結棒
１５：パンチ １６：段部 １７：フランジ
Ｓ：金属板

Claims (4)

1. 付勢装置上に連接された略Ｌ字型断面を有する可動ダイと該略Ｌ字型可動ダイの底壁端面に側面が接触する固定ダイからなる下金型上に被加工金属板を載置し、一側面に段部を有するパンチを、被加工金属板の上方から前記略Ｌ字型可動ダイと前記固定ダイで形成された下金型凹部内に押込んで前記略Ｌ字型可動ダイを下方に移動させつつＵ曲げ加工を施すとともに、前記固定ダイの上面と前記パンチ側面に設けられた段部の作用でＵ曲げ辺の一辺上端にフランジを形成することを特徴とする片フランジを有したＵ曲げ部材の加工方法。
2. 側面に段部を有するパンチに代えて、両側が平坦な主パンチと、該主パンチの側方に配置した補助パンチを用い、Ｕ曲げを行った後補助パンチの使用でフランジ曲げを行う請求項１に記載の片フランジを有したＵ曲げ部材の加工方法。
3. 上端にＲが付された縦壁と側方が開放された略Ｌ字型断面を有する可動ダイ、該可動ダイの底部に連接された付勢装置、前記Ｌ字型可動ダイの底壁側面に一側面が接触するとともに、その一側面とＲが付されて連なった上面を有する固定ダイ、及び前記Ｌ字型可動ダイの底壁幅よりも僅かに狭い幅の先端平坦面を有し、固定ダイ側の側面から垂直に外側に伸びる段部を有するパンチを備えていることを特徴とする片フランジを有したＵ曲げ部材加工用プレス装置。
4. 段部付きパンチに代えて、Ｌ字型可動ダイの底壁幅よりも僅かに狭い幅の先端平坦面を有するストレートな主パンチと、該ストレートな主パンチとは別に、固定ダイ側の側部に補助パンチを配置した請求項３に記載の片フランジを有したＵ曲げ部材加工用プレス装置。

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